JP7306187B2 - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method.
従来、電子写真式のプリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタは、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニットを備え、該各画像形成ユニットに感光体ドラム、帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ等が配設される。そして、各画像形成ユニットにおいて、帯電ローラによって一様に帯電させられた感光体ドラムの表面がＬＥＤヘッドによって露光されて静電潜像が形成され、該静電潜像が現像ローラによって現像されて現像剤像としてのトナー像が形成され、該各色のトナー像が、転写ローラによって媒体としての用紙に重ねて転写されてカラーのトナー像が形成され、定着器においてカラーのトナー像が用紙に定着させられることにより、カラーの画像が形成されるようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as electrophotographic printers, copiers, facsimiles, and multifunction machines, for example, printers, are provided with image forming units for respective colors of black, yellow, magenta, and cyan, each of which has a photosensitive member. A drum, a charging roller, a developing roller, a toner supply roller, etc. are provided. In each image forming unit, the surface of the photosensitive drum uniformly charged by the charging roller is exposed by the LED head to form an electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is developed by the developing roller. A toner image is formed as a developer image, and the toner images of each color are superimposed and transferred onto paper as a medium by a transfer roller to form a color toner image, and the color toner image is fixed on the paper by a fixing device. A color image is formed by being caused to do so.
ところで、前記定着器は、例えば、ヒータ、及び該ヒータを包囲して走行自在に配設された定着ベルトを備えた加熱ユニット、並びに前記定着ベルトを介してヒータと当接させられ、回転自在に配設されたバックアップローラを備え、用紙上のトナー像は、定着ベルトとバックアップローラとの間のニップ部を通過する際に、加熱ユニットによって加熱され、バックアップローラによって加圧されて、用紙に定着させられる。 By the way, the fixing device is, for example, a heating unit having a heater and a fixing belt disposed movably surrounding the heater, and the fixing belt is brought into contact with the heater so as to be rotatable. A backup roller is provided, and the toner image on the paper is heated by the heating unit when passing through the nip portion between the fixing belt and the backup roller, is pressed by the backup roller, and is fixed to the paper. Let me.
ところが、前記バックアップローラの長手方向における温度にムラが生じたり、ニップ部の長手方向における用紙の搬送速度にムラが生じたりすると、用紙に皺が発生してしまう。 However, if the temperature in the longitudinal direction of the backup roller is uneven, or if the paper transport speed is uneven in the longitudinal direction of the nip portion, the paper will wrinkle.
そこで、用紙に皺が発生するのを防止するために、長手方向における中央部から両端部にかけて径が大きくされた逆クラウン形状を有するバックアップローラを備えた定着器が配設されたプリンタが提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
Therefore, in order to prevent the paper from wrinkling, there is provided a printer provided with a fixing device provided with a backup roller having an inverted crown whose diameter increases from the central portion to both ends in the longitudinal direction. (See
該定着器においては、バックアップローラの両端部の周速が中央部の周速より高くなるので、用紙が両端部側に引っ張られ、用紙の中央部付近に弛みが生じることがない。その結果、用紙に皺が発生するのを防止することができる。 In the fixing device, since the peripheral speed of both ends of the backup roller is higher than the peripheral speed of the central portion, the paper is pulled toward the both ends, and slackness does not occur in the vicinity of the central portion of the paper. As a result, it is possible to prevent the paper from wrinkling.
しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、幅が狭い用紙、すなわち、幅狭紙が使用される場合と、幅が広い用紙、すなわち、幅広紙が使用される場合とで、用紙の搬送速度が異なるので、搬送速度を一律に制御すると、用紙の幅によって、定着させられる前のカラーのトナー像にこすれが発生したり、各色のトナー像間に色ずれが発生したりして、画像品位が低下してしまう。 However, in the conventional printer, the paper transport speed differs depending on whether narrow paper is used or wide paper. If the conveying speed is uniformly controlled, depending on the width of the paper, the color toner image before being fixed may be rubbed, or color shift may occur between the toner images of each color, resulting in deterioration of the image quality. end up
本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、媒体の幅が異なっても、現像剤像にこすれ、色ずれ等が発生することがなく、画像品位を向上させることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the conventional printer described above, and enables image formation capable of improving the image quality without rubbing the developer image or causing color shift, etc., even if the width of the medium is different. An object of the present invention is to provide an apparatus and an image forming method.
そのために、本発明の画像形成装置においては、媒体に現像剤像を形成する画像形成部と、内部に加熱部材が配設された第１の定着部材、及び長手方向における中央部から両端部にかけて径が大きくされた形状を有し、前記第１の定着部材を介して加熱部材と当接させられる第２の定着部材を備え、第１、第２の定着部材間のニップ部において、搬送される媒体上の現像剤像を媒体に定着させる定着装置と、前記ニップ部において媒体を搬送するための定着用の駆動部と、前記定着装置の長手方向における中央部の温度及び両端部の温度を検出する検出部と、前記媒体の幅が所定値未満である場合、前記中央部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定し、前記媒体の幅が所定値以上である場合、前記両端部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定する駆動処理部とを有する。 For this purpose, in the image forming apparatus of the present invention, there are provided an image forming section for forming a developer image on a medium, a first fixing member in which a heating member is disposed, and from the central portion to both ends in the longitudinal direction. A second fixing member having a shape with an increased diameter and brought into contact with the heating member via the first fixing member is provided, and the fixing member is conveyed at a nip portion between the first and second fixing members. a fixing device for fixing the developer image on the medium to the medium; a fixing drive unit for conveying the medium in the nip; When the width of the medium is less than a predetermined value, the driving speed of the driving unit for fixing is set based on the temperature of the central portion, and when the width of the medium is greater than or equal to the predetermined value. and a drive processing unit for setting the drive speed of the fixing drive unit based on the temperature of the both ends.
本発明によれば、画像形成装置においては、媒体に現像剤像を形成する画像形成部と、内部に加熱部材が配設された第１の定着部材、及び長手方向における中央部から両端部にかけて径が大きくされた形状を有し、前記第１の定着部材を介して加熱部材と当接させられる第２の定着部材を備え、第１、第２の定着部材間のニップ部において、搬送される媒体上の現像剤像を媒体に定着させる定着装置と、前記ニップ部において媒体を搬送するための定着用の駆動部と、前記定着装置の長手方向における中央部の温度及び両端部の温度を検出する検出部と、前記媒体の幅が所定値未満である場合、前記中央部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定し、前記媒体の幅が所定値以上である場合、前記両端部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定する駆動処理部とを有する。 According to the present invention, in the image forming apparatus, there are provided an image forming section for forming a developer image on a medium, a first fixing member in which a heating member is disposed, and from the central portion to both ends in the longitudinal direction. A second fixing member having a shape with an increased diameter and brought into contact with the heating member via the first fixing member is provided, and the fixing member is conveyed at a nip portion between the first and second fixing members. a fixing device for fixing the developer image on the medium to the medium; a fixing drive unit for conveying the medium in the nip; When the width of the medium is less than a predetermined value, the driving speed of the driving unit for fixing is set based on the temperature of the central portion, and when the width of the medium is greater than or equal to the predetermined value. and a drive processing unit for setting the drive speed of the fixing drive unit based on the temperature of the both ends.
この場合、前記定着装置の長手方向における中央部の温度及び両端部の温度が検出され、媒体の幅に応じて、前記中央部の温度及び両端部の温度に基づいて、定着用の駆動部の駆動速度が設定されるので、媒体の幅が異なっても、現像剤像にこすれ、色ずれ等が発生することがなく、画像品位を向上させることができる。 In this case, the temperature of the central portion and the temperature of both ends in the longitudinal direction of the fixing device are detected, and the temperature of the driving portion for fixing is determined according to the width of the medium based on the temperature of the central portion and the temperature of both ends. Since the driving speed is set, even if the width of the medium is different, the developer image is not rubbed, the color shift is not generated, and the image quality can be improved.
また、中央部の温度及び両端部の温度に基づいて定着用の駆動部の駆動速度を設定することによって、画像形成部と定着装置との間において媒体に適度な弛みを形成することができるので、弛みセンサを配設する必要がなく、画像形成装置を小型化することができる。その結果、画像形成装置のコストを低くすることができる。 In addition, by setting the driving speed of the driving unit for fixing based on the temperature of the central portion and the temperature of both ends, it is possible to form appropriate slack in the medium between the image forming unit and the fixing device. , the image forming apparatus can be miniaturized because there is no need to dispose a slackness sensor. As a result, the cost of the image forming apparatus can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this case, a printer as an image forming apparatus will be described.
図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。 FIG. 2 is a conceptual diagram of a printer according to the first embodiment of the invention.
図において、１０はプリンタ、Ｃｓは該プリンタ１０の筐体、Ｂｄはプリンタ１０の本体、すなわち、装置本体であり、該装置本体Ｂｄの下部に媒体収容部としての用紙カセット１１が配設され、該用紙カセット１１に配設されたスタッカＳｔ１に媒体としての用紙Ｐが積載される。そして、前記用紙カセット１１の前端に隣接させて、用紙Ｐを１枚ずつ分離させて給紙するための給紙機構が配設される。
In the figure, 10 is a printer, Cs is a housing of the
該給紙機構は、回転させられて用紙Ｐを繰り出すホッピングローラ１２、及び用紙Ｐの重送を防止する分離部材１３から成り、用紙Ｐは、給紙機構によって１枚ずつ分離させられて媒体搬送路としての用紙搬送路Ｒｔ１に給紙され、ホッピングローラ１２の上方に配設されたレジストローラ対１４に送られ、該レジストローラ対１４によって斜行が矯正された後、所定のタイミングで搬送ローラ対１５に送られ、カラーの画像を形成するための画像形成部Ｑ１に供給される。
The paper feed mechanism consists of a
該画像形成部Ｑ１は、装置本体Ｂｄに対してそれぞれ着脱自在に配設されたブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、該各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの像担持体としての感光体ドラム３１の上方に、感光体ドラム３１と対向させて配設された露光装置としてのＬＥＤヘッド２２、及び画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの下方に配設された転写ユニットｕ１から成る。
The image forming section Q1 includes image forming units 16Bk, 16Y, 16M, and 16C for black, yellow, magenta, and cyan, which are detachably attached to the apparatus main body Bd, and image forming units 16Bk, 16Y. , 16M, and 16C above the
前記各ＬＥＤヘッド２２は、感光体ドラム３１の表面を露光して潜像としての静電潜像を形成する。
Each of the
また、前記転写ユニットｕ１は、第１の転写用のローラとしての駆動ローラＲ１、第２の転写用のローラとしての従動ローラＲ２、駆動ローラＲ１と従動ローラＲ２との間に走行自在に張設されたベルト部材としての転写ベルト１７、及び該転写ベルト１７を介して前記感光体ドラム３１と対向させて回転自在に配設され、感光体ドラム３１との間に転写部を形成する転写部材としての転写ローラ２１を備える。
The transfer unit u1 includes a drive roller R1 as a first transfer roller, a driven roller R2 as a second transfer roller, and stretched between the drive roller R1 and the driven roller R2 so as to be free to travel. and a
画像形成部Ｑ１に供給された前記用紙Ｐは、前記転写ベルト１７が走行させられるのに伴って搬送され、各感光体ドラム３１と各転写ローラ２１との間の転写部を通過し、このとき、各転写ローラ２１によって、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおいて各感光体ドラム３１上に形成された各色の現像剤像としてのトナー像が用紙Ｐに順次重ねて転写され、カラーのトナー像が形成される。
The paper P supplied to the image forming section Q1 is conveyed as the
そして、カラーのトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置としての定着器１８に送られる。
Then, the paper P onto which the color toner image has been transferred is sent to a
該定着器１８は、走行自在に配設された第１の定着部材としての定着ベルト４５、該定着ベルト４５内に配設された後述される加熱部材としてのヒータＨｔ（図３）、及び前記定着ベルト４５を介してヒータＨｔと当接させられ、回転自在に配設された第２の定着部材としての、かつ、定着駆動ローラとしてのバックアップローラ４７を備え、用紙Ｐ上のカラーのトナー像は、用紙Ｐが、定着ベルト４５とバックアップローラ４７との間の後述されるニップ部Ｎｐ（図３）を搬送される際に定着ベルト４５によって加熱され、バックアップローラ４７によって加圧されて用紙Ｐに定着させられ、カラーの画像が形成される。なお、前記定着ベルト４５及びヒータＨｔによって加熱ユニット４６が構成される。
The
そして、カラーの画像が形成された用紙Ｐは、定着器１８から排出され、搬送ローラ対１９によって搬送された後、排出ローラ対２０によって装置本体Ｂｄ外に排出され、筐体Ｃｓの頂部に形成されたスタッカＳｔ２に積載される。
Then, the paper P on which the color image is formed is ejected from the
次に、前記画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃについて説明する。なお、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃはいずれも同じ構造を有するので、画像形成ユニット１６Ｂｋについて説明し、画像形成ユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃについては説明を省略する。
Next, the image forming units 16Bk, 16Y, 16M and 16C will be described. Since the image forming units 16Bk, 16Y, 16M, and 16C all have the same structure, the image forming unit 16Bk will be explained, and the explanation of the
前記画像形成ユニット１６Ｂｋは、用紙Ｐの幅方向に延在させて配設された画像形成ユニット１６Ｂｋの本体、すなわち、ユニット本体３７、及び該ユニット本体３７に対して着脱自在に配設された現像剤貯蔵部としてのトナーカートリッジ４１を備え、該トナーカートリッジ４１内にブラックの現像剤としての図示されないトナーが収容される。
The image forming unit 16Bk includes a body of the image forming unit 16Bk extending in the width direction of the paper P, that is, a
そして、前記画像形成ユニット１６Ｂｋは、ユニット本体３７内に、前記感光体ドラム３１、該感光体ドラム３１と当接させて回転自在に配設され、感光体ドラム３１が時計回り方向に回転させられるのに伴って、感光体ドラム３１の回転方向と逆の方向、すなわち、反時計回り方向に回転させられて、感光体ドラム３１の表面を一様に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ３２、感光体ドラム３１と当接させて回転自在に配設され、反時計回り方向に回転させられてトナーを感光体ドラム３１上の静電潜像に付着させ、静電潜像を現像する現像剤担持体としての現像ローラ３３、トナー像の転写後に感光体ドラム３１に残留したトナーを掻き取り、廃トナーとして除去するクリーニング装置３６等を備える。
The image forming unit 16Bk is rotatably arranged in the unit
前記搬送ローラ対１５と画像形成部Ｑ１との間に書出センサｓ１が配設され、該書出センサｓ１は、用紙搬送路Ｒｔ１における用紙Ｐの有無を検出する。書出センサｓ１の検出信号は、ＬＥＤヘッド２２によって感光体ドラム３１を露光するタイミング及び転写ローラ２１に高電圧を印加するタイミングの基準となる。
A writing sensor s1 is arranged between the conveying
また、定着器１８と搬送ローラ対１９との間に出口センサｓ２が配設され、該出口センサｓ２は、用紙搬送路Ｒｔ１における用紙Ｐの有無を検出する。出口センサｓ２の検出信号に基づいて、用紙Ｐに対するすべての画像形成プロセスが終了したかどうか、すなわち、印刷が終了したかどうかが判断される。
An exit sensor s2 is provided between the fixing
次に、定着器１８について説明する。
Next, the fixing
図３は本発明の第１の実施の形態における定着器の概略図である。なお、図において、横軸にバックアップローラ４７の長手方向位置を、縦軸にバックアップローラ４７のローラ径（半径）を採ってある。
FIG. 3 is a schematic diagram of a fixing device according to the first embodiment of the invention. In the figure, the horizontal axis represents the longitudinal position of the
図において、１８は定着器、４６は加熱ユニット、４７はバックアップローラであり、加熱ユニット４６はヒータＨｔ及び定着ベルト４５を備える。
In the figure, 18 is a fixing device, 46 is a heating unit, 47 is a backup roller, and the
該定着ベルト４５は、多重構造を有する筒状のフィルムによって形成され、ポリイミド（ＰＩ）、又はステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属製の基材、該基材を被覆するシリコームゴム等から成る弾性層、及び該弾性層を被覆する、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂から成るコーティング層（又はチューブ状の表層）を備える。
The fixing
バックアップローラ４７は、芯金、該芯金を被覆するゴム材料から成る弾性層、及び該弾性層を被覆する、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂から成るチューブによって形成された最外層としての離形層を備え、各層は互いに接着される。
The
定着ベルト４５とバックアップローラ４７との間のニップ部Ｎｐを用紙Ｐが搬送されると、前記転写部において転写されて弱い静電気力で用紙Ｐに付着しているカラーのトナー像が、定着ベルト４５の熱によって加熱され、溶解させられ、バックアップローラ４７の加圧力によって用紙Ｐに定着させられる。
When the paper P is conveyed through the nip portion Np between the fixing
ところで、用紙Ｐとしては、坪量が７０～８０〔ｇｓｍ〕程度の普通紙だけでなく、坪量が６０〔ｇｓｍ〕以下の薄紙、封筒等が使用され、いずれの用紙Ｐを使用した場合でも、ニップ部Ｎｐの長手方向における用紙Ｐの搬送速度にムラが生じると、用紙Ｐに皺が発生してしまう。 By the way, as the paper P, not only plain paper with a basis weight of about 70 to 80 [gsm] but also thin paper, envelopes, etc. with a basis weight of 60 [gsm] or less are used. , wrinkles occur in the paper P when the transport speed of the paper P in the longitudinal direction of the nip portion Np is uneven.
そこで、本実施の形態においては、用紙Ｐに皺が発生するのを防止するために、バックアップローラ４７が、長手方向における中央部の径と両端部の径とが異なり、中央部から両端部にかけて径が大きくなる形状、すなわち、逆クラウン形状に形成され、バックアップローラ４７を回転させたときのバックアップローラ４７の両端部の周速が中央部の周速より高くなるようにされる。これにより、ニップ部Ｎｐの両端部における用紙Ｐの搬送速度が中央部における用紙Ｐの搬送速度より高くなり、用紙Ｐが両端部側に引っ張られるので、用紙Ｐの中央部付近に弛みが生じることがなくなり、用紙Ｐに皺が発生するのを防止することができる。
Therefore, in the present embodiment, in order to prevent the paper P from being wrinkled, the
本実施の形態においては、バックアップローラ４７の長手方向における中央部から両端部にかけて径が一定の変化率で大きくされ、バックアップローラ４７の外周面Ｓａはバックアップローラ４７の軸に対して所定の角度で傾斜させられる。
In this embodiment, the diameter of the
また、本実施の形態においては、使用される用紙Ｐの幅の最小値と最大値とで、ニップ部Ｎｐにおける用紙Ｐの搬送速度の速度比γがほぼ０．２〔％〕異なるように、バックアップローラ４７の逆クラウン量Ａｑが設定される。例えば、バックアップローラ４７の両端部の直径をｒ１とし、中央部の直径をｒ２とし、直径ｒ１から直径ｒ２を減算した値を逆クラウン量Ａｑとしたとき、該逆クラウン量Ａｑは、
Ａｑ＝ｒ１－ｒ２
＝０．２〔ｍｍ〕
にされる。
Further, in the present embodiment, the speed ratio γ of the transport speed of the paper P in the nip portion Np differs by approximately 0.2% between the minimum value and the maximum width of the paper P used. A reverse crown amount Aq of the
Aq=r1-r2
= 0.2 [mm]
be made.
前記ヒータＨｔとしては、長手方向に延びる面状発熱体から成る面状ヒータが使用される。ヒータＨｔは、ステンレス又はセラミックから成る基板上に、電気絶縁層、抵抗発熱層、電極及び保護層を順に積層することによって形成され、電極を介して電力を供給することによって発熱する。なお、ヒータＨｔによって加熱される定着ベルト４５の長手方向において温度のムラが生じるのを抑制するために、ヒータＨｔと定着ベルト４５との間に熱伝導率の高い金属製の熱拡散部材を配設することができる。
As the heater Ht, a planar heater composed of a planar heating element extending in the longitudinal direction is used. The heater Ht is formed by sequentially laminating an electrical insulating layer, a resistive heating layer, an electrode and a protective layer on a substrate made of stainless steel or ceramic, and generates heat by supplying electric power through the electrodes. In order to suppress temperature unevenness in the longitudinal direction of the fixing
また、ヒータＨｔの表面にはグリスが塗付され、ヒータＨｔと定着ベルト４５との摺動性が高くされる。
Also, the surface of the heater Ht is coated with grease to enhance the slidability between the heater Ht and the fixing
さらに、前記ヒータＨｔは、定着ベルト４５に沿って長手方向おいて３分割され、中央部に位置する中央加熱部としてのメインヒータＭＨ、用紙Ｐの搬送方向の下流側を見たときの左側に位置する第１の端部加熱部としてのサイドヒータＬＨ、及び用紙Ｐの搬送方向の下流側を見たときの右側に位置する第２の端部加熱部としてのサイドヒータＲＨから成る。なお、サイドヒータＬＨ、ＲＨによって両端加熱部が構成される。
Further, the heater Ht is divided into three parts along the fixing
前記メインヒータＭＨとサイドヒータＬＨ、ＲＨとは、それぞれ独立に駆動されてオン・オフさせられ、サイドヒータＬＨ、ＲＨは同時に駆動されてオン・オフさせられる。 The main heater MH and the side heaters LH and RH are independently driven to be turned on and off, and the side heaters LH and RH are driven to be turned on and off simultaneously.
前記メインヒータＭＨ及びサイドヒータＬＨ、ＲＨの各寸法は、プリンタ１０の仕様、操作者の要求等によって任意に決定される。本実施の形態においては、メインヒータＭＨの両端間の距離がＡ４判の用紙の幅（２１０〔ｍｍ〕）と等しくなるように、サイドヒータＬＨの左端とサイドヒータＲＨの右端との間の距離が、プリンタ１０の印刷可能な最大幅であるＡ４判の用紙の長さ（２９７〔ｍｍ〕）と等しくなるように決定される。
The dimensions of the main heater MH and the side heaters LH and RH are arbitrarily determined according to the specifications of the
幅がＡ４判の用紙の幅以下の用紙Ｐが使用される場合は、メインヒータＭＨだけがオン・オフさせられ、幅がＡ４判の用紙の幅より大きく、かつ、Ａ４判の用紙の長さ以下の用紙Ｐが使用される場合は、メインヒータＭＨがオン・オフさせられるとともに、用紙Ｐの幅に応じてサイドヒータＬＨ、ＲＨがオン・オフさせられる。 When the paper P whose width is equal to or less than the width of the A4 size paper is used, only the main heater MH is turned on and off, and the width is greater than the width of the A4 size paper and the length of the A4 size paper. When the following paper P is used, the main heater MH is turned on/off, and the side heaters LH and RH are turned on/off according to the width of the paper P.
そのために、メインヒータＭＨの裏面の長手方向における中央部に、加熱側の第１の検出部としてのメインサーミスタＭｓが、各サイドヒータＬＨ、ＲＨの裏面の長手方向における中央部に、加熱側の第２の検出部としてのサイドサーミスタＬｓ、Ｒｓが配設され、メインサーミスタＭｓ及びサイドサーミスタＬｓ、ＲｓによってメインヒータＭＨ及びサイドヒータＬＨ、ＲＨの各温度が検出される。 For this purpose, a main thermistor Ms as a first detection unit on the heating side is provided at the longitudinal center of the back surface of the main heater MH. Side thermistors Ls and Rs are provided as a second detection unit, and the temperatures of the main heater MH and the side heaters LH and RH are detected by the main thermistor Ms and the side thermistors Ls and Rs.
また、定着ベルト４５の外部には定着ベルト４５の表面の温度を検出するための加熱側の第３の検出部としての赤外線温度センサＩｓが配設される。該赤外線温度センサＩｓは、非接触の温度センサであり、用紙Ｐの搬送方向における定着器１８の入り口側において、定着ベルト４５と対向させて、メインヒータＭＨの中央部に位置するように配設され、定着ベルト４５の表面から放射された赤外線を受光し、光量を温度に変換する。
Further, outside the fixing
さらに、バックアップローラ４７の表面の温度を検出するために、バックアップローラ４７の長手方向における中央部に加圧側の第１の検出部としてのメインサーミスタＭｔが、バックアップローラ４７の長手方向における両端部の近傍に加圧側の第２の検出部としてのサイドサーミスタＬｔ、Ｒｔが配設される。
Further, in order to detect the temperature of the surface of the
なお、前記メインサーミスタＭｔ及びサイドサーミスタＬｔ、Ｒｔは、間接的に定着ベルト４５の表面の温度を検出する。したがって、幅の狭い用紙Ｐに対して連続印刷を行ったときに、定着ベルト４５の表面の、用紙Ｐと当接しない部分、すなわち、非通紙部の温度の上昇を監視することができる。
The main thermistor Mt and the side thermistors Lt and Rt indirectly detect the surface temperature of the fixing
なお、前記ヒータＨｔの裏面に配設されたサイドサーミスタＬｓ、Ｒｓを使用し、定着ベルト４５の表面の温度を検出し、非通紙部の温度の上昇を監視するようにすることもできるが、その場合、サイドサーミスタＬｓ、Ｒｓによる定着ベルト４５の表面の温度の検出値が、ニップ部Ｎｐを搬送される用紙Ｐの厚さ等によって変動することがあり、非通紙部の温度の上昇を精度良く監視することができない。したがって、サイドサーミスタＬｓ、Ｒｓだけでなく、メインサーミスタＭｓによっても定着ベルト４５の表面の温度を検出することによって、サイドサーミスタＬｓ、Ｒｓによって検出された表面の温度と、メインサーミスタＭｓによって検出された表面の温度との温度差に基づいて、非通紙部の温度の上昇を監視することができる。すなわち、サイドサーミスタＬｓ、Ｒｓによって検出された表面の温度と、メインサーミスタＭｓによって検出された表面の温度との温度差が大きくなるかどうかを監視することによって、非通紙部の温度の上昇を監視することができる。
Side thermistors Ls and Rs arranged on the back surface of the heater Ht may be used to detect the temperature of the surface of the fixing
次に、前記プリンタ１０の制御装置について説明する。
Next, a control device for the
図１は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。 FIG. 1 is a control block diagram of a printer according to the first embodiment of the invention.
図において、５０は第１の制御部としての印刷制御部、５１は定着器１８（図２）の制御を行う第２の制御部としての定着制御部であり、前記印刷制御部５０は、不揮発性メモリから成る第１の記憶部としてのＲＯＭ５２、揮発性メモリから成る第２の記憶部としてのＲＡＭ５３、操作パネル５４、給紙用の駆動部としての給紙モータ５５、転写用の駆動部としてのベルトモータ５６、画像形成用の駆動部としてのＩＤモータ５７、定着用の駆動部としての定着モータ５８、ＬＥＤヘッド２２、高圧回路５９等と接続され、定着モータ５８に前記バックアップローラ４７が接続される。
In the figure,
前記印刷制御部５０は、図示されない演算装置としてのＣＰＵ、入出力ポート等を備え、ＲＯＭ５２に記録されたプログラムに基づいて各種の処理を行う。
The
ＲＯＭ５２には、前記プログラム、各種の設定値等が記録されるほかに、用紙カセット１１に収容された用紙Ｐごとの用紙サイズ、すなわち、用紙Ｐの長さ及び幅が記録された用紙サイズテーブル、後述される駆動信号ＳＧ１、ＳＧ２（図４）を生成するためのパターンデータが記録された駆動信号パターンテーブル、後述される中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）を補正するためのデューティ比補正値αが記録されたデューティ比補正値テーブル、並びに定着モータ５８の駆動速度である回転速度を設定するための回転速度補正値テーブル及び基準値テーブルが配設される。
In the
前記印刷制御部５０は、上位装置としての図示されないホストコンピュータから印刷データを受信すると、印刷データに基づいて画像形成部Ｑ１を駆動し、用紙Ｐにカラーのトナー像を形成する。
Upon receiving print data from a host computer (not shown) as a host device, the
そして、前記定着制御部５１は、定着器１８を駆動し、用紙Ｐ上のカラーのトナー像を用紙Ｐに定着させる。
Then, the fixing
そのために、前記定着制御部５１は加熱処理部Ｐｒ１及び駆動処理部Ｐｒ２を備える。加熱処理部Ｐｒ１は、定着器１８の温度、本実施の形態においては、定着ベルト４５の表面の温度を、用紙Ｐの厚さ、幅等の印刷条件に応じた目標温度になるように制御する。また、駆動処理部Ｐｒ２は、定着モータ５８の回転速度を、用紙Ｐの幅、定着ベルト４５の表面の温度等に基づいて制御する。
For this purpose, the fixing
操作パネル５４は、プリンタ１０の状態を表示するためのＬＥＤ画面等から成る図示されない表示部、及びプリンタ１０に操作者が指示を入力するためのスイッチ、キー等から成る図示されない操作部を備える。
The
前記給紙モータ５５は、ステッピングモータ、ＤＣモータ等から成り、ホッピングローラ１２を回転させて用紙カセット１１から用紙Ｐを繰り出したり、レジストローラ対１４及び搬送ローラ対１５を回転させて用紙Ｐを搬送する。
The
前記ベルトモータ５６は、ステッピングモータ、ＤＣモータ等から成り、駆動ローラＲ１を回転させて転写ベルト１７を走行させる。
The
ＩＤモータ５７は、ＤＣモータから成り、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおいて、感光体ドラム３１、帯電ローラ３２、現像ローラ３３等を回転させる。
The
定着モータ５８は、ＤＣモータから成り、バックアップローラ４７を回転させ、定着器１８の定着ベルト４５を走行させてニップ部Ｎｐ（図３）において用紙Ｐを搬送したり、搬送ローラ対１９を回転させて用紙Ｐを搬送したり、排出ローラ対２０を回転させて用紙Ｐを装置本体Ｂｄ外に排出したりする。なお、定着器１８において、定着モータ５８の回転は、図示されないギヤ列を介して減速させられた後、バックアップローラ４７に伝達される。
The fixing
高圧回路５９は、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおいて、帯電ローラ３２、現像ローラ３３等に高電圧を印加したり、転写ユニットｕ１において転写ローラ２１に高電圧を印加したりする。
The
次に、ヒータＨｔを駆動し、オン・オフさせるためのヒータ制御回路について説明する。 Next, a heater control circuit for driving the heater Ht and turning it on and off will be described.
図４は本発明の第１の実施の形態におけるヒータ制御回路を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a heater control circuit according to the first embodiment of the invention.
図において、６０はヒータ制御回路、５１は定着制御部、６１はトライアック駆動回路、６３は交流電源となる商用電源、Ｈｔはヒータ、ＭＨはメインヒータ、ＬＨ、ＲＨはサイドヒータ、Ｍｓ、Ｍｔはメインサーミスタ、Ｌｓ、Ｒｓ、Ｌｔ、Ｒｔはサイドサーミスタ、Ｉｓは赤外線温度センサ、ＴＲ１はメインヒータＭＨをオン・オフさせる主スイッチング素子としてのトライアック、ＴＲ２はサイドヒータＬＨ、ＲＨをオン・オフさせる副スイッチング素子としてのトライアックである。 In the figure, 60 is a heater control circuit, 51 is a fixing control section, 61 is a triac drive circuit, 63 is a commercial power supply that is an AC power supply, Ht is a heater, MH is a main heater, LH and RH are side heaters, Ms and Mt are Main thermistor, Ls, Rs, Lt, and Rt are side thermistors, Is is an infrared temperature sensor, TR1 is a triac as a main switching element that turns on/off the main heater MH, and TR2 is a secondary that turns on/off the side heaters LH and RH. A triac as a switching element.
前記メインサーミスタＭｓ、Ｍｔ、サイドサーミスタＬｓ、Ｒｓ、Ｌｔ、Ｒｔ及び赤外線温度センサＩｓのセンサ出力が定着制御部５１に送られる。
Sensor outputs of the main thermistors Ms, Mt, the side thermistors Ls, Rs, Lt, Rt, and the infrared temperature sensor Is are sent to the fixing
前記商用電源６３の一方の端子は、メインヒータＭＨ及びサイドヒータＬＨ、ＲＨの各一方の電極に接続され、商用電源６３の他方の端子は、トライアックＴＲ１、ＴＲ２を介してメインヒータＭＨ及びサイドヒータＬＨ、ＲＨの各他方の電極に接続される。
One terminal of the
前記トライアック駆動回路６１は、図示されないフォトトライアックから成り、一次側と二次側とが絶縁され、一次側において定着制御部５１と接続され、二次側においてトライアックＴＲ１、ＴＲ２の各ゲート端子と接続される。
The
前記定着制御部５１からトライアック駆動回路６１にメインヒータＭＨの駆動信号ＳＧ１及びサイドヒータＬＨ、ＲＨの駆動信号ＳＧ２が送られると、トライアック駆動回路６１は、駆動信号ＳＧ１、ＳＧ２のパルス幅を表すデューティ比Ｄｕｔｙ１、Ｄｕｔｙ２に応じてトライアックＴＲ１、ＴＲ２を駆動し、オン時間を変更し、メインヒータＭＨ及びサイドヒータＬＨ、ＲＨに供給される電力を変更する。なお、前記駆動信号ＳＧ１、ＳＧ２は、１制御周期を１００〔ｍｓ〕としたとき、１０〔ｍｓ〕ごとに設定された「１」（ハイレベル）又は「０」（ローレベル）の信号から成る。
When the drive signal SG1 for the main heater MH and the drive signal SG2 for the side heaters LH and RH are sent from the fixing
次に、前記定着制御部５１の加熱処理部Ｐｒ１の動作について説明する。
Next, the operation of the heat processing section Pr1 of the fixing
図５は本発明の第１の実施の形態における駆動信号パターンテーブルの例を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるデューティ比補正値テーブルの例を示す図である。なお、図６において、横軸に用紙Ｐの幅を、縦軸にデューティ比補正値αを採ってある。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a drive signal pattern table according to the first embodiment of the invention, and FIG. 6 is a diagram showing an example of a duty ratio correction value table according to the first embodiment of the invention. In FIG. 6, the horizontal axis represents the width of the paper P, and the vertical axis represents the duty ratio correction value α.
まず、赤外線温度センサＩｓによって検出された定着ベルト４５の表面の温度を検出温度Ｔｓとしたとき、該検出温度Ｔｓが、用紙Ｐの厚さ、幅等の印刷条件で決まる定着ベルト４５の表面の目標温度Ｔｅになるように行われる加熱処理について説明する。
First, when the temperature of the surface of the fixing
この場合、加熱処理部Ｐｒ１（図１）は、目標温度Ｔｅと検出温度Ｔｓとの差、すなわち、温度偏差ε
ε＝Ｔｅ－Ｔｓ
に基づくＰＩＤ制御を制御周期である１００〔ｍｓ〕ごとに行い、メインヒータＭＨをオン・オフさせるためのｎ制御周期における中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）
Ｄｕｔｙ１（ｎ）＝Ｋｐ＊ε＋Ｋｉ＊Σε＋Ｋｄ＊ｄε／ｄｔ
＋ＤｕｔｙＭｏｄ１（ｎ－１）〔％〕 ……（１）
を算出する。
In this case, the heat processing section Pr1 (FIG. 1) determines the difference between the target temperature Te and the detected temperature Ts, that is, the temperature deviation ε
ε=Te−Ts
PID control based on is performed every 100 [ms] which is a control cycle, and the central reference duty ratio Duty1(n) in n control cycles for turning on/off the main heater MH
Duty1(n)=Kp*ε+Ki*Σε+Kd*dε/dt
+DutyMod1 (n-1) [%] ……(1)
Calculate
なお、式（１）で、Ｋｐは比例ゲインであり、Ｋｉは積分ゲインであり、Ｋｄは微分ゲインである。また、ＤｕｔｙＭｏｄ１（ｎ－１）は、前の制御周期、すなわち、ｎ－１制御周期で消費されなかった中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ－１）の余りである。 Note that in equation (1), Kp is a proportional gain, Ki is an integral gain, and Kd is a differential gain. DutyMod1(n-1) is the remainder of the central reference duty ratio Duty1(n-1) that was not consumed in the previous control cycle, ie, the n-1 control cycle.
続いて、加熱処理部Ｐｒ１は、図５に示されるような、ＲＯＭ５２に配設された駆動信号パターンテーブルを参照し、中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）に対応するパターンデータを読み出し、該パターンデータに基づいて駆動信号ＳＧ１を生成し、トライアック駆動回路６１（図４）に送る。
Subsequently, the heat processing unit Pr1 refers to the drive signal pattern table provided in the
前記駆動信号パターンテーブルは、１〔％〕～１００〔％〕のデューティ比Ｄｕｔｙ１を、０〔％〕以上、かつ、１０〔％〕未満、１０〔％〕以上、かつ、２０〔％〕未満、２０〔％〕以上、かつ、３０〔％〕未満、３０〔％〕以上、かつ、４０〔％〕未満、４０〔％〕以上、かつ、５０〔％〕未満、５０〔％〕以上、かつ、６０〔％〕未満、６０〔％〕以上、かつ、７０〔％〕未満、７０〔％〕以上、かつ、８０〔％〕未満、８０〔％〕以上、かつ、９０〔％〕未満、９０〔％〕以上、かつ、１００〔％〕未満、及び１００〔％〕に区切ったＮｏ．１～Ｎｏ．１１の１１〔個〕のパターンから成り、各パターンは、１制御周期を１０〔個〕に分割して形成される１０〔ｍｓ〕ごとに設定された「１」又は「０」の１０〔個〕の信号から成る。 The drive signal pattern table defines a duty ratio Duty1 of 1 [%] to 100 [%] as 0 [%] or more and less than 10 [%], 10 [%] or more and less than 20 [%], 20 [%] or more and less than 30 [%], 30 [%] or more and less than 40 [%], 40 [%] or more and less than 50 [%], 50 [%] or more, and Less than 60 [%], 60 [%] or more and less than 70 [%], 70 [%] or more and less than 80 [%], 80 [%] or more and less than 90 [%], 90 [ %] or more and less than 100 [%] and No. divided into 100 [%]. 1 to No. Each pattern is formed by dividing one control cycle into 10 patterns, and each pattern consists of 10 "1" or "0" set every 10 [ms]. ] signals.
例えば、デューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）が１００〔％〕である場合、Ｎｏ．１１のパターンの１０〔ｍｓ〕ごとに設定された１０〔個〕の信号がすべて「１」であるので、駆動信号ＳＧ１、ＳＧ２は、１制御周期である１００〔ｍｓ〕の間、連続でハイレベルにされる。 For example, when the duty ratio Duty1(n) is 100[%], No. Since all of the 10 signals set every 10 [ms] of the 11 patterns are "1", the drive signals SG1 and SG2 are continuously high for 100 [ms], which is one control period. leveled.
また、デューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）が２５〔％〕である場合、Ｎｏ．３のパターンの１０〔ｍｓ〕ごとに設定された１０〔個〕の信号が、「１」、「０」、「０」、「０」、「０」、「１」、「０」、「０」、「０」、「０」になるので、駆動信号ＳＧ１、ＳＧ２は、１制御周期における時間をτとしたとき、
０〔ｍｓ〕≦τ＜１０〔ｍｓ〕
の間、ハイレベルにされ、
１０〔ｍｓ〕≦τ＜５０〔ｍｓ〕
の間、ローレベルにされ、
５０〔ｍｓ〕≦τ＜６０〔ｍｓ〕
の間、ハイレベルにされ、
６０〔ｍｓ〕≦τ＜１００〔ｍｓ〕
の間、ローレベルにされる。
Further, when the duty ratio Duty1(n) is 25[%], No. 10 signals set every 10 [ms] of 3 patterns are "1", "0", "0", "0", "0", "1", "0", " 0”, “0”, and “0”, the drive signals SG1 and SG2 are given by
0 [ms] ≤ τ < 10 [ms]
is held high during
10 [ms] ≤ τ < 50 [ms]
is held low during
50 [ms] ≤ τ < 60 [ms]
is held high during
60 [ms] ≤ τ < 100 [ms]
is held low during
そして、Ｎｏ．３のパターンにおいては、２０〔％〕以上、かつ、３０〔％〕未満のいずれのデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）においても共通の信号が設定されるので、２５〔％〕のうちの２０〔％〕が駆動信号ＳＧ１、ＳＧ２を生成するために消費され、５〔％〕は余りＤｕｔｙＭｏｄ１（ｎ）として次のｎ＋１制御周期においてデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ＋１）の計算において加算される。
And no. In
すなわち、Ｎｏ．１～Ｎｏ．１０の各パターンにおいて、０〔％〕、１０〔％〕、２０〔％〕、３０〔％〕、４０〔％〕、５０〔％〕、６０〔％〕、７０〔％〕、８０〔％〕及び９０〔％〕を超えた分は余りＤｕｔｙＭｏｄ１（ｎ）とされ、次の制御周期の計算に加算される。 That is, No. 1 to No. In each pattern of 10, 0 [%], 10 [%], 20 [%], 30 [%], 40 [%], 50 [%], 60 [%], 70 [%], 80 [%] And the portion exceeding 90[%] is taken as the remainder DutyMod1(n) and added to the calculation of the next control cycle.
また、前記加熱処理部Ｐｒ１は、使用される用紙Ｐの幅に応じてデューティ比補正制御を行い、サイドヒータＬＨ、ＲＨをオン・オフさせるための両端部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ２（ｎ）を生成する。 Further, the heat processing unit Pr1 performs duty ratio correction control according to the width of the paper P to be used, and generates a duty ratio Duty2(n) based on both ends for turning on/off the side heaters LH and RH. do.
そのために、加熱処理部Ｐｒ１は、前記用紙サイズテーブルを参照し、使用される用紙Ｐの幅を読み出すとともに、図６に示されるようなデューティ比補正値テーブルを参照し、用紙Ｐの幅に対応するデューティ比補正値αを読み出し、該デューティ比補正値αに基づいて、中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）を補正し、サイドヒータＬＨ、ＲＨをオン・オフさせるための両端部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ２（ｎ）
Ｄｕｔｙ２（ｎ）＝（Ｄｕｔｙ１（ｎ）－ＤｕｔｙＭｏｄ１（ｎ－１））＊α
＋ＤｕｔｙＭｏｄ２（ｎ－１）〔％〕 ……（２）
を算出する。
For this purpose, the heat processing unit Pr1 refers to the paper size table to read the width of the paper P to be used, and also refers to the duty ratio correction value table as shown in FIG. Based on the duty ratio correction value α, the center reference duty ratio Duty1(n) is corrected, and both end reference duties for turning on/off the side heaters LH and RH are read out. Ratio Duty2(n)
Duty2(n)=(Duty1(n)-DutyMod1(n-1))*α
+Duty Mod2 (n-1) [%] ……(2)
Calculate
なお、式（２）で、ＤｕｔｙＭｏｄ１（ｎ－１）、ＤｕｔｙＭｏｄ２（ｎ－１）、は、ｎ－１制御周期で消費されなかったデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ－１）、Ｄｕｔｙ２（ｎ－１）の余りである。 In formula (2), DutyMod1(n-1) and DutyMod2(n-1) are the duty ratios Duty1(n-1) and Duty2(n-1) that were not consumed in n-1 control cycles. It's left over.
続いて、加熱処理部Ｐｒ１は、前記駆動信号パターンテーブルを参照し、両端部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ２（ｎ）に対応するパターンデータを読み出し、該パターンデータに基づいて駆動信号ＳＧ２を生成し、トライアック駆動回路６１に送る。
Subsequently, the heat processing unit Pr1 refers to the drive signal pattern table, reads pattern data corresponding to the duty ratio Duty2(n) based on both ends, generates a drive signal SG2 based on the pattern data, and generates a triac. It is sent to the
図６のデューティ比補正値テーブルで表されるように、用紙Ｐの幅がＡ４判の用紙の幅である２１０〔ｍｍ〕未満である場合、デューティ比補正値αは０〔％〕にされ、用紙Ｐの幅が２１０〔ｍｍ〕以上である場合、用紙Ｐの幅に比例してデューティ比補正値αは高くされる。なお、幅が２２０〔ｍｍ〕未満の用紙Ｐは幅が狭い幅狭紙とされ、幅が２２０〔ｍｍ〕以上の用紙Ｐは幅が広い幅広紙とされる。 As shown in the duty ratio correction value table in FIG. 6, when the width of the paper P is less than 210 [mm], which is the width of the A4 size paper, the duty ratio correction value α is set to 0 [%]. When the width of the paper P is 210 [mm] or more, the duty ratio correction value α is increased in proportion to the width of the paper P. The paper P having a width of less than 220 [mm] is defined as a narrow paper, and the paper P having a width of 220 [mm] or more is defined as a wide paper.
したがって、用紙Ｐの幅が狭くなるほど、デューティ比補正値αが小さくなり、両端部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ２（ｎ）が小さくなるので、前記駆動信号パターンテーブルを参照し、対応するパターンデータに基づいて駆動信号ＳＧ２が生成された場合、駆動信号ＳＧ２がハイレベルになる時間が短くなる。 Therefore, the narrower the width of the paper P, the smaller the duty ratio correction value α and the duty ratio Duty2(n) based on both ends. When the drive signal SG2 is generated, the time during which the drive signal SG2 is high level is shortened.
その結果、幅狭紙に対して連続印刷を行ったときに、バックアップローラ４７における非通紙部の温度が上昇するのを抑制することができる。
As a result, when continuous printing is performed on narrow paper, it is possible to suppress an increase in the temperature of the non-paper passing portion of the
本実施の形態において、用紙Ｐの幅は、ＲＯＭ５２の前記用紙サイズテーブルから読み出されるようになっているが、操作者が、操作パネル５４の操作部を操作して、用紙カセット１１（図２）に収容された用紙Ｐの幅を直接入力することができる。また、用紙搬送路Ｒｔ１上に、用紙Ｐの幅を検出するセンサ（例えば、ラインセンサ）を配設し、センサによって検出された用紙Ｐの幅を読み込んだり、用紙カセット１１に、用紙Ｐを案内するガイドの位置に基づいて用紙Ｐの幅を検出するセンサを配設し、該センサによって検出された用紙Ｐの幅を読み込んだりすることができる。
In this embodiment, the width of the paper P is read from the paper size table of the
なお、本実施の形態においては、メインヒータＭＨ及びサイドヒータＬＨ、ＲＨの裏面に、メインサーミスタＭｓ及びサイドサーミスタＬｓ、Ｒｓが配設されるので、メインヒータＭＨ及びサイドヒータＬＨ、ＲＨのオン・オフを直接に制御することができるが、使用される用紙Ｐの用紙サイズ、厚さ等によってメインヒータＭＨ及びサイドヒータＬＨ、ＲＨの適正な温度が異なるので、あらゆる条件に対してメインヒータＭＨ及びサイドヒータＬＨ、ＲＨのオン・オフを最適に制御することはできない。 In the present embodiment, since the main thermistor Ms and the side thermistors Ls, Rs are arranged on the rear surfaces of the main heater MH and the side heaters LH, RH, the main heater MH and the side heaters LH, RH are turned on/off. Although it is possible to directly control the off state, the proper temperatures of the main heater MH and the side heaters LH and RH differ depending on the paper size, thickness, etc. of the paper P used. The on/off of the side heaters LH and RH cannot be optimally controlled.
したがって、本実施の形態においては、デューティ比補正値αに基づいてサイドヒータＬＨ、ＲＨのオン・オフを制御するようにしている。 Therefore, in the present embodiment, on/off of the side heaters LH and RH is controlled based on the duty ratio correction value α.
ところで、前記バックアップローラ４７は、ニップ部Ｎｐを搬送される用紙Ｐ上のカラーのトナー像が厚い場合でも、十分な加圧力で用紙Ｐを加圧することができるように、前記弾性層が形成されるようになっている。
By the way, the
また、メインヒータＭＨの熱が、弾性層に吸収されることなく、十分に用紙Ｐに伝達されるように、弾性層はスポンジ構造にされる。 Further, the elastic layer has a sponge structure so that the heat of the main heater MH is sufficiently transferred to the paper P without being absorbed by the elastic layer.
ところが、弾性層をスポンジ構造にすると、熱膨張率が大きくなるので、バックアップローラ４７自体の熱膨張によって定着器１８における用紙Ｐの搬送速度が変化してしまう。すなわち、バックアップローラ４７の表面の温度が低い場合は、バックアップローラ４７の径が小さくなり、定着器１８における用紙Ｐの搬送速度が低くなり、バックアップローラ４７の表面の温度が高い場合は、バックアップローラ４７の径が大きくなり、定着器１８における用紙Ｐの搬送速度が高くなる。
However, if the elastic layer has a sponge structure, the coefficient of thermal expansion increases, so the thermal expansion of the
この場合、用紙搬送路Ｒｔ１において、用紙Ｐは、画像形成部Ｑ１において感光体ドラム３１と転写ベルト１７とによって、定着器１８において定着ベルト４５とバックアップローラ４７とによって挟持された状態で搬送されるので、バックアップローラ４７の表面の温度が高く、定着器１８における用紙Ｐの搬送速度が高くなると、用紙Ｐにテンションが加わり、定着させられる前のカラーのトナー像にこすれが発生したり、各色のトナー像間に色ずれが発生したりして、画像品位が低下してしまう。
In this case, in the paper transport path Rt1, the paper P is transported while being nipped between the
そこで、本実施の形態においては、画像形成部Ｑ１と定着器１８との間において、用紙Ｐに適度な弛みが形成されるようにしている。
Therefore, in the present embodiment, between the image forming section Q1 and the fixing
図７は本発明の第１の実施の形態における用紙に弛みが形成された状態を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a state in which slack is formed in the paper according to the first embodiment of the present invention.
図において、Ｒｔ１は用紙搬送路、Ｐは用紙、Ｑ１は画像形成部、Ｒ１は駆動ローラ、１８は定着器、４５は定着ベルト、４７はバックアップローラである。 In the figure, Rt1 is a paper transport path, P is paper, Q1 is an image forming section, R1 is a driving roller, 18 is a fixing device, 45 is a fixing belt, and 47 is a backup roller.
この場合、バックアップローラ４７の表面の温度が低く、定着器１８における用紙Ｐの搬送速度が高くなると、画像形成部Ｑ１と定着器１８との間の弛み形成部Ａｒ１において用紙Ｐに弛みが形成される。
In this case, when the temperature of the surface of the
したがって、用紙Ｐにテンションが加わるのを防止することができ、定着させられる前のカラーのトナー像にこすれが発生したり、各色のトナー像間に色ずれが発生したりすることがなく、画像品位を向上させることができる。 Therefore, it is possible to prevent tension from being applied to the paper P, and the color toner images before being fixed are not rubbed, and the toner images of the respective colors are prevented from being out of alignment. Quality can be improved.
ところで、本実施の形態において、バックアップローラ４７は、長手方向における中央部から両端部にかけて径が大きくされた逆クラウン形状に形成されているので、用紙Ｐの幅が広くなるほど、用紙Ｐの搬送速度が高くなる。
By the way, in the present embodiment, the
図８は本発明の第１の実施の形態における用紙の幅と搬送速度の速度比との関係を示す図である。なお、図において、横軸に用紙Ｐの幅を、縦軸に搬送速度の速度比γを採ってある。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the width of the sheet and the speed ratio of the transport speed in the first embodiment of the present invention. In the figure, the horizontal axis represents the width of the paper P, and the vertical axis represents the speed ratio γ of the transport speed.
図は、用紙Ｐの幅を最小値にしたときの搬送速度をＶｍｉｎとし、用紙Ｐの幅を変更したときの搬送速度をＶとしたときの、速度比γ
γ＝１００．０００＊（Ｖ／Ｖｍｉｎ）〔％〕
を表す。
The figure shows the speed ratio γ when the transport speed when the width of the paper P is set to the minimum value is Vmin and the transport speed when the width of the paper P is changed is V.
γ=100.000*(V/Vmin) [%]
represents
図から分かるように、用紙Ｐの幅が広くなるにつれて速度比γが比例的に大きくなる。バックアップローラ４７の両端部の直径をｒ１とし、中央部の直径をｒ２とし、直径ｒ１から直径ｒ２を減算した値、又は直径ｒ１を直径ｒ２で除算した値を逆クラウン量Ａｑ
Ａｑ＝ｒ１－ｒ２（又はｒ１／ｒ２）
としたとき、本実施の形態においては、使用される用紙Ｐの幅の最小値と最大値とで、速度比γがほぼ０．２〔％〕異なるように、バックアップローラ４７の逆クラウン量Ａｑが設定される。
As can be seen from the figure, as the width of the paper P increases, the speed ratio γ increases proportionally. The diameter of both ends of the
Aq=r1−r2 (or r1/r2)
, in this embodiment, the reverse crown amount Aq is set.
したがって、バックアップローラ４７の表面の温度に応じて、定着モータ５８（図１）の回転速度を一律に変化させ、例えば、用紙Ｐとして幅広紙が使用される場合に、バックアップローラ４７の両端部の搬送速度に基づいて弛みの量を最適な値にすると、用紙Ｐとして幅狭紙を使用したときに弛みの量が過剰になり、用紙Ｐとして幅狭紙が使用される場合に、バックアップローラ４７の中央部の搬送速度に基づいて弛みの量を最適な値にすると、用紙Ｐとして幅広紙を使用したときに弛みの量が過小になってしまう。
Therefore, according to the surface temperature of the
そこで、本実施の形態においては、駆動処理部Ｐｒ２が、バックアップローラ４７の長手方向における表面の温度に応じて定着モータ５８の回転速度を設定するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, the drive processor Pr2 sets the rotation speed of the fixing
そのために、定着制御部５１は、使用される用紙Ｐの幅に応じて定着モータ５８の回転速度を設定するためにメインサーミスタＭｔ及びサイドサーミスタＬｔ、Ｒｔを切り替える。
Therefore, the fixing
図９は本発明の第１の実施の形態における回転速度補正値テーブルの例を示す図である。なお、図において、横軸にバックアップローラ４７の表面の温度を、縦軸に回転速度補正値βを採ってある。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a rotational speed correction value table according to the first embodiment of the invention. In the figure, the horizontal axis represents the surface temperature of the
すなわち、用紙Ｐとして幅広紙が使用される場合、定着制御部５１は、サイドサーミスタＬｔ、Ｒｔによって検出されたバックアップローラ４７の両端部の表面の温度を読み込み、図に示されるような、ＲＯＭ５２に配設された回転速度補正値テーブルを参照し、両端部の表面の温度に対応する回転速度補正値βを読み込み、該回転速度補正値βに基づいて定着モータ５８の回転速度を設定する。また、用紙Ｐとして幅狭紙が使用される場合、定着制御部５１は、メインサーミスタＭｔによって検出されたバックアップローラ４７の中央部の表面の温度を読み込み、前記回転速度補正値テーブルを参照し、中央部の表面の温度に対応する回転速度補正値βを読み込み、該回転速度補正値βに基づいて定着モータ５８の回転速度を設定する。
That is, when wide paper is used as the paper P, the fixing
したがって、用紙Ｐとして幅広紙が使用される場合に、バックアップローラ４７の両端部の表面の温度に対応する回転速度補正値βに基づいて定着モータ５８の回転速度が設定され、用紙Ｐとして幅狭紙が使用される場合に、バックアップローラ４７の中央部の表面の温度に対応する回転速度補正値βに基づいて定着モータ５８の回転速度が設定されるので、用紙Ｐの弛みの量を適正にすることができる。
Therefore, when wide paper is used as the paper P, the rotation speed of the fixing
次に、定着モータ５８の回転速度を設定する際の印刷制御部５０及び定着制御部５１の動作について説明する。
Next, operations of the
図１０は本発明の第１の実施の形態における印刷制御部及び定着制御部の動作を示す第１のフローチャート、図１１は本発明の第１の実施の形態における印刷制御部及び定着制御部の動作を示す第２のフローチャート、図１２は本発明の第１の実施の形態における加熱処理のサブルーチンを示す図、図１３は本発明の第１の実施の形態における基準値テーブルの例を示す図である。 FIG. 10 is a first flowchart showing the operation of the print control section and the fixing control section according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 12 is a second flowchart showing the operation, FIG. 12 is a diagram showing a heat treatment subroutine in the first embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a diagram showing an example of a reference value table in the first embodiment of the present invention. is.
印刷制御部５０は、ホストコンピュータからプリンタ１０に印刷要求が送信されるのを待機する。
The
印刷要求が送信されると、定着制御部５１は、印刷に使用される用紙Ｐの幅が所定値未満であるかどうかを判断する。本実施の形態において、前記所定値は、デューティ比補正値テーブル（図６）において、デューティ比補正値αが２０〔％〕になる幅である２２０〔ｍｍ〕にされる。したがって、定着制御部５１は、印刷に使用される用紙Ｐの幅が２２０〔ｍｍ〕未満であるかどうか、すなわち、用紙Ｐが幅狭紙であるかどうかを判断する。
When the print request is transmitted, the fixing
そして、用紙Ｐの幅が２２０〔ｍｍ〕未満であり、用紙Ｐが幅狭紙である場合、定着制御部５１は、定着ベルト４５を加熱するに当たり、定着ベルト４５の中央部の表面の温度を基準にする中央部基準を設定する。また、用紙Ｐの幅が２２０〔ｍｍ〕以上であり、用紙Ｐが幅広紙である場合、定着制御部５１は、定着ベルト４５を加熱するに当たり、定着ベルト４５の両端部の表面の温度を基準にする両端部基準を設定する。
When the width of the paper P is less than 220 mm and the width of the paper P is narrow, the fixing
次に、定着制御部５１は、ヒータＨｔの加熱を開始し、定着器１８のウォーミングアップを開始する。
Next, the fixing
続いて、定着制御部５１は、加熱処理部Ｐｒ１による加熱処理、及び駆動処理部Ｐｒ２による駆動処理を並列処理で行う。
Subsequently, the fixing
加熱処理部Ｐｒ１は、中央部基準が設定されているかどうかを判断し、中央部基準が設定されている場合、目標温度Ｔｅと検出温度Ｔｓとの温度偏差εに基づいて中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）を算出し、該中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）に基づいて、駆動信号ＳＧ１を生成し、メインヒータＭＨをオン・オフさせる。 The heat processing part Pr1 determines whether or not the center reference is set, and if the center reference is set, the duty ratio of the center reference is determined based on the temperature deviation ε between the target temperature Te and the detected temperature Ts. Duty1(n) is calculated, and based on the central reference duty ratio Duty1(n), a drive signal SG1 is generated to turn on/off the main heater MH.
中央部基準が設定されておらず、両端部基準が設定されている場合、加熱処理部Ｐｒ１は、目標温度Ｔｅと検出温度Ｔｓとの温度偏差εに基づいて中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）を算出し、該中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）に基づいて、駆動信号ＳＧ１を生成し、メインヒータＭＨをオン・オフさせる。続いて、加熱処理部Ｐｒ１は、使用される用紙Ｐの幅に応じてデューティ比補正制御を行い、前記用紙サイズテーブルを参照し、使用される用紙Ｐの幅を読み出すとともに、前記デューティ比補正値テーブルを参照し、用紙Ｐの幅に対応するデューティ比補正値αを読み出し、該デューティ比補正値αに基づいて両端部基準のｎ制御周期におけるデューティ比Ｄｕｔｙ２（ｎ）を算出し、該両端部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ２（ｎ）に基づいて、駆動信号ＳＧ２を生成し、サイドヒータＬＨ、ＲＨをオン・オフさせる。 When the center reference is not set and both end references are set, the heat processing unit Pr1 sets the center reference duty ratio Duty1(n ) is calculated, and based on the central reference duty ratio Duty1(n), the driving signal SG1 is generated to turn on/off the main heater MH. Subsequently, the heat processing section Pr1 performs duty ratio correction control according to the width of the paper P to be used, refers to the paper size table, reads out the width of the paper P to be used, and adjusts the duty ratio correction value. By referring to the table, the duty ratio correction value α corresponding to the width of the paper P is read, and based on the duty ratio correction value α, the duty ratio Duty2(n) in n control cycles based on both ends is calculated. Based on the reference duty ratio Duty2(n), the drive signal SG2 is generated to turn on/off the side heaters LH and RH.
その間、駆動処理部Ｐｒ２は、駆動処理を行い、定着モータ５８を駆動し、印刷制御部５０は、印刷制御を行い、用紙Ｐに対して印刷を行う。
During this time, the drive processing unit Pr2 performs drive processing to drive the fixing
そのために、前記駆動処理部Ｐｒ２は、定着モータ５８の駆動条件が成立するのを待機し、駆動条件が成立すると、定着モータ５８の駆動を開始する。この場合、定着器１８のウォーミングアップが終了し、メインサーミスタＭｓによって検出されたメインヒータＭＨの温度、及びサイドサーミスタＬｓ、Ｒｓによって検出されたサイドヒータＬＨ、ＲＨの温度が、定着器１８における定着が可能になる所定の温度に到達したかどうか、ホストコンピュータから受信した印刷データの編集等が終了したかどうか、及びメインサーミスタＭｓによって検出されたメインヒータＭＨの温度が、ヒータＨｔの表面に塗布されるグリスが溶融する温度以上になったかどうかが判断され、メインヒータＭＨの温度及びサイドヒータＬＨ、ＲＨの温度が所定の温度に到達し、印刷データの編集等が終了し、メインヒータＭＨの温度がグリスが溶融する温度以上になると、定着モータ５８の駆動条件が成立し、駆動処理部Ｐｒ２は定着モータ５８の駆動を開始する。
Therefore, the drive processing unit Pr2 waits until the driving conditions for the fixing
なお、印刷要求に対する印刷が終了した後、ホストコンピュータから後続する印刷要求が送信されると、図１０のフローチャートにおいて、ヒータＨｔの加熱及び定着モータ５８の駆動は自動的にスルーさせられる。
When the host computer sends a subsequent print request after the print request is completed, the heating of the heater Ht and the driving of the fixing
続いて、印刷制御部５０は、印刷開始条件が成立するのを待機し、印刷開始条件が成立すると、印刷を開始する。
Subsequently, the
この場合、赤外線温度センサＩｓ（図３）の検出温度Ｔｓである定着ベルト４５の表面の温度が目標温度Ｔｅに到達したかどうかが判断され、検出温度Ｔｓが目標温度Ｔｅに到達すると、印刷開始条件が成立する。なお、検出温度Ｔｓが目標温度Ｔｅより数度低い温度に到達したときに、印刷開始条件が成立したと判断することもできる。
In this case, it is determined whether or not the surface temperature of the fixing
続いて、駆動処理部Ｐｒ２は、回転速度設定処理を行い、定着モータ５８の回転速度を設定する。
Subsequently, the drive processing unit Pr2 performs rotation speed setting processing to set the rotation speed of the fixing
そのために、用紙Ｐが幅狭紙であり、中央部基準が設定されている場合、定着制御部５１は、メインサーミスタＭｔによって検出されたバックアップローラ４７の中央部の表面の温度Ｔｃｅｎｔｅｒを読み込み、前記回転速度補正値テーブル（図９）を参照し、温度Ｔｃｅｎｔｅｒに対応する回転速度補正値βを読み出し、図１３に示されるような、ＲＯＭ５２に配設された基準値テーブルを参照し、幅狭紙用の回転速度の速度基準値Ｎ１を読み出す。
Therefore, when the paper P is narrow paper and the central portion reference is set, the fixing
続いて、駆動処理部Ｐｒ２は、用紙Ｐが幅狭紙であり、中央部基準が設定されている場合の定着モータ５８の回転速度Ｎｎ
Ｎｎ＝Ｎ１＊（１＋β）
を設定する。
Subsequently, the drive processing unit Pr2 determines the rotation speed Nn of the fixing
Nn=N1*(1+β)
set.
また、用紙Ｐが幅広紙であり、両端部基準が設定されている場合、定着制御部５１は、サイドサーミスタＬｔ、Ｒｔによって検出されたバックアップローラ４７の両端部の表面の温度ＴＬｓｉｄｅ、ＴＲｓｉｄｅを読み込み、該温度ＴＬｓｉｄｅ、ＴＲｓｉｄｅの平均値Ｔｓｉｄｅ
Ｔｓｉｄｅ＝（ＴＬｓｉｄｅ＋ＴＲｓｉｄｅ）／２
を算出し、前記回転速度補正値テーブルを参照し、平均値Ｔｓｉｄｅに対応する回転速度補正値βを読み出し、前記基準値テーブルを参照し、幅広紙用の回転速度の速度基準値Ｎ２を読み出す。
Further, when the paper P is wide paper and the both-ends reference is set, the fixing
Tside=(TLside+TRside)/2
is calculated, the rotational speed correction value table is referenced to read the rotational speed correction value β corresponding to the average value Tside, and the reference value table is referenced to read the speed reference value N2 of the rotational speed for wide paper.
続いて、駆動処理部Ｐｒ２は、用紙Ｐが幅広紙である場合の定着モータ５８の回転速度Ｎｗ
Ｎｗ＝Ｎ２＊（１＋β）
を設定する。
Subsequently, the drive processing unit Pr2 determines the rotation speed Nw of the fixing
Nw=N2*(1+β)
set.
なお、本実施の形態において、バックアップローラ４７は逆クラウン形状に形成されているので、ニップ部Ｎｐにおいて幅狭紙が搬送される場合の搬送速度は、幅広紙が搬送される場合の搬送速度より低い。したがって、定着モータ５８の回転速度の速度基準値Ｎ１は速度基準値Ｎ２より高くされる。
In this embodiment, since the
また、本実施の形態においては、用紙Ｐが幅狭紙である場合に、前記回転速度補正値テーブル及び基準値テーブルを参照して、バックアップローラ４７の中央部の表面の温度Ｔｃｅｎｔｅｒに対応する回転速度補正値β及び幅狭紙用の速度基準値Ｎ１が読み出され、定着モータ５８の回転速度Ｎｎが設定され、用紙Ｐが幅広紙である場合に、回転速度補正値テーブルを参照して、バックアップローラ４７の両端部の表面の温度ＴＬｓｉｄｅ、ＴＲｓｉｄｅの平均値Ｔｓｉｄｅに対応する回転速度補正値β及び幅広紙用の速度基準値Ｎ２が読み出され、定着ローラ５８の回転速度Ｎｗが設定されるようになっているが、回転速度補正値テーブルを参照することなく、回転速度Ｎｎ、Ｎｗを設定することができる。
Further, in the present embodiment, when the paper P is narrow paper, the rotation speed correction value table and the reference value table are referred to, and the rotational speed corresponding to the temperature Tcenter of the surface of the central portion of the
その場合、用紙Ｐが幅狭紙であるときの、バックアップローラ４７の中央部の表面の温度の基準値を基準温度Ｔ１とし、用紙Ｐが幅広紙であるときの、バックアップローラ４７の両端部の表面の温度の基準値を基準温度Ｔ２とし、バックアップローラ４７の熱膨張による調整値である係数をδとしたとき、用紙Ｐが幅狭紙であり、中央部基準が設定されている場合の定着モータ５８の回転速度Ｎｎは、
Ｎｎ＝Ｎ１＊（１＋δ＊（Ｔ１－Ｔｃｅｎｔｅｒ））
になり、用紙Ｐが幅広紙であり、両端部基準が設定されている場合の定着モータ５８の回転速度Ｎｗは、
Ｎｗ＝Ｎ２＊（１＋δ＊（Ｔ２－Ｔｓｉｄｅ））
になる。
In that case, when the paper P is narrow paper, the reference temperature of the surface of the central portion of the
Nn=N1*(1+δ*(T1-Tcenter))
, and the rotation speed Nw of the fixing
Nw=N2*(1+δ*(T2-Tside))
become.
なお、本実施の形態においては、幅広紙用の基準温度Ｔ２が幅狭紙用の基準温度Ｔ１より低くされるが、基準温度Ｔ２と基準温度Ｔ１とを等しくすることもできる。 In this embodiment, the reference temperature T2 for wide paper is set lower than the reference temperature T1 for narrow paper, but the reference temperature T2 and the reference temperature T1 can be made equal.
次に、印刷制御部５０は、出口センサｓ２（図２）の検出信号を読み込み、検出信号に基づいて印刷が終了したかどうかを判断する。なお、本実施の形態においては、検出信号に基づいて用紙搬送路Ｒｔ１における用紙Ｐの有無が検出されるようになっていて、印刷制御部５０は、用紙搬送路Ｒｔ１に用紙Ｐがないことが検出されてから所定の時間が経過すると、印刷が終了したと判断する。
Next, the
続いて、印刷制御部５０はホストコンピュータから後続の印刷要求が送信されたかどうかを判断し、後続の印刷要求が送信されると、定着制御部５１は、印刷要求における印刷に使用される用紙Ｐの幅が２２０〔ｍｍ〕未満であるかどうか、すなわち、用紙Ｐが幅狭紙であるかどうかを判断する。
Subsequently, the
一方、ホストコンピュータから後続の印刷要求が送信されなかった場合、定着制御部５１は、ヒータＨｔの加熱を停止させ、定着モータ５８の駆動を停止させる。
On the other hand, when the host computer does not send a subsequent print request, the fixing
次に、図１０及び１１のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１ 印刷制御部５０はホストコンピュータから印刷要求が送信されるのを待機し、印刷要求が送信された場合はステップＳ２に進む。
ステップＳ２ 定着制御部５１は用紙Ｐの幅が所定値未満であるかどうかを判断する。用紙Ｐの幅が所定値未満である場合はステップＳ３に進み、用紙Ｐの幅が所定値以上である場合はステップＳ４に進む。
ステップＳ３ 定着制御部５１は中央部基準を設定する。
ステップＳ４ 定着制御部５１は両端部基準を設定する。
ステップＳ５ 定着制御部５１はヒータＨｔの加熱を開始する。
ステップＳ６ 加熱処理部Ｐｒ１は加熱処理を行い、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ７ 駆動処理部Ｐｒ２は定着モータ５８の駆動条件が成立するのを待機する。定着モータ５８の駆動条件が成立した場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ８ 駆動処理部Ｐｒ２は定着モータ５８の駆動を開始する。
ステップＳ９ 印刷制御部５０は印刷開始条件が成立するのを待機する。印刷開始条件が成立した場合はステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０ 印刷制御部５０は印刷を開始する。
ステップＳ１１ 駆動処理部Ｐｒ２は回転速度設定処理を行う。
ステップＳ１２ 印刷制御部５０は印刷が終了したかどうかを判断する。印刷が終了した場合はステップＳ１３に進み、印刷が終了しなかった場合はステップＳ１１に戻る。
ステップＳ１３ 印刷制御部５０はホストコンピュータから後続の印刷要求が送信されたかどうかを判断する。後続の印刷要求が送信された場合はステップＳ２に戻り、後続の印刷要求が送信されなかった場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４ 定着制御部５１はヒータＨｔの加熱を停止させ、定着モータ５８の駆動を停止させ、処理を終了する。
Next, the flow charts of FIGS. 10 and 11 will be described.
Step S1 The
Step S2 The fixing
Step S3 The fixing
Step S4 The fixing
Step S5 The fixing
Step S6 The heat processing unit Pr1 performs heat processing, and the process proceeds to step S14.
Step S7 The driving processing section Pr2 waits until the driving conditions for the fixing
Step S8 The driving processing section Pr2 starts driving the fixing
Step S9 The
Step S10 The
Step S11 The drive processing unit Pr2 performs rotation speed setting processing.
Step S12 The
Step S13 The
Step S14 The fixing
次に、図１２のフローチャートについて説明する。
ステップＳ６－１ 加熱処理部Ｐｒ１は中央部基準が設定されているかどうかを判断する。中央部基準が設定されている場合はステップＳ６－２に進み、中央部基準が設定されていない場合はステップＳ６－３に進む。
ステップＳ６－２ 加熱処理部Ｐｒ１は中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）に基づいてメインヒータＭＨをオン・オフさせ、リターンする。
ステップＳ６－３ 加熱処理部Ｐｒ１は中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）に基づいてメインヒータＭＨをオン・オフさせる。
ステップＳ６－４ 加熱処理部Ｐｒ１は両端部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ２（ｎ）に基づいてサイドヒータＬＨ、ＲＨをオン・オフさせ、リターンする。
Next, the flowchart of FIG. 12 will be described.
Step S6-1 The heat processing section Pr1 determines whether or not the center reference is set. If the center reference is set, the process proceeds to step S6-2, and if the center reference is not set, the process proceeds to step S6-3.
Step S6-2 The heat processing section Pr1 turns on/off the main heater MH based on the central reference duty ratio Duty1(n), and returns.
Step S6-3 The heat processing section Pr1 turns on/off the main heater MH based on the central reference duty ratio Duty1(n).
Step S6-4 The heat processing section Pr1 turns on/off the side heaters LH and RH based on the duty ratio Duty2(n) based on both ends, and returns.
このように、本実施の形態においては、バックアップローラ４７の中央部の表面の温度Ｔｃｅｎｔｅｒ及び両端部の表面の温度ＴＬｓｉｄｅ、ＴＲｓｉｄｅが検出され、用紙Ｐの幅に応じて、前記中央部の表面の温度Ｔｃｅｎｔｅｒ及び両端部の表面の温度ＴＬｓｉｄｅ、ＴＲｓｉｄｅに基づいて、定着モータ５８の回転速度Ｎｎ、Ｎｗが設定されるので、用紙Ｐの幅が異なっても、ニップ部Ｎｐの長手方向における用紙Ｐの搬送速度にムラが生じることがなく、カラーのトナー像にこすれ、色ずれ等が発生することがない。その結果、画像品位を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the temperature Tcenter of the surface of the central portion of the
また、画像形成部Ｑ１と定着器１８との間において用紙Ｐに適度な弛みを形成することができるので、弛みセンサを配設する必要がなく、プリンタ１０を小型化することができ、プリンタ１０のコストを低くすることができる。
In addition, since the paper P can be properly slackened between the image forming section Q1 and the fixing
ところで、ヒータＨｔは長手方向に分割されているので、トナー像を用紙Ｐに定着させる観点から言えば、幅狭紙、例えば、幅がＡ４判の用紙の幅以下の用紙Ｐが使用される場合、加熱処理においてデューティ比補正制御を行い、サイドヒータＬＨ、ＲＨをオン・オフさせるための駆動信号ＳＧ２のデューティ比Ｄｕｔｙ２（ｎ）を０〔％〕にすることができる。 By the way, since the heater Ht is divided in the longitudinal direction, from the viewpoint of fixing the toner image on the paper P, when the paper P having a narrow width, for example, the width of the A4 size paper or less is used. , duty ratio correction control can be performed in the heating process, and the duty ratio Duty2(n) of the drive signal SG2 for turning on/off the side heaters LH and RH can be set to 0 [%].
ところが、駆動信号ＳＧ２のデューティ比Ｄｕｔｙ２（ｎ）を０〔％〕にすると、ニップ部Ｎｐの長手方向における用紙Ｐの搬送速度にムラが生じ、定着ベルト４５に対して捻り方向の力が加わり、基材に加わる負荷が蓄積され、定着ベルト４５が破断することがある。
However, when the duty ratio Duty2(n) of the driving signal SG2 is set to 0%, the conveying speed of the paper P in the longitudinal direction of the nip portion Np becomes uneven, and a twisting force is applied to the fixing
図１４は本発明の第１の実施の形態におけるデューティ比補正制御においてデューティ比を０〔％〕にしたときの定着器の状態を説明するための図である。 FIG. 14 is a diagram for explaining the state of the fixing device when the duty ratio is set to 0[%] in the duty ratio correction control according to the first embodiment of the present invention.
図において、１８は定着器、４５は定着ベルト、４７はバックアップローラ、Ｎｐはニップ部、ＭＨはメインヒータ、ＬＨ、ＲＨはサイドヒータ、Ｍｔはメインサーミスタ、Ｌｔ、Ｒｔはサイドサーミスタ、Ｍｖ１はニップ部Ｎｐの中央部における用紙Ｐの搬送速度、Ｌｖ１、Ｒｖ１はニップ部Ｎｐの両端部における用紙Ｐの搬送速度である。 In the figure, 18 is a fixing unit, 45 is a fixing belt, 47 is a backup roller, Np is a nip portion, MH is a main heater, LH and RH are side heaters, Mt is a main thermistor, Lt and Rt are side thermistors, and Mv1 is a nip. The transport speeds Lv1 and Rv1 of the paper P at the central portion of the portion Np are the transport speeds of the paper P at both ends of the nip portion Np.
本実施の形態においては、加熱処理において駆動信号ＳＧ２のデューティ比Ｄｕｔｙ２（ｎ）が０〔％〕にされると、バックアップローラ４７におけるメインヒータＭＨと対向する部分が加熱され、温度が高くなり、熱膨張して大径化させられるので、ニップ部Ｎｐにおける用紙Ｐの搬送速度Ｍｖ１が高くなるのに対して、バックアップローラ４７におけるサイドヒータＬＨ、ＲＨと対向する部分は加熱されず、温度が低いままで、大径化させられないので、ニップ部Ｎｐにおける用紙Ｐの搬送速度Ｌｖ１、Ｒｖ１が高くならない。
In the present embodiment, when the duty ratio Duty2(n) of the drive signal SG2 is set to 0 [%] in the heating process, the portion of the
その結果、ニップ部Ｎｐの長手方向における用紙Ｐの搬送速度Ｍｖ１、Ｌｖ１、Ｒｖ１にムラが生じ、定着ベルト４５に対して捻り方向の力が加わり、基材に加わる負荷が蓄積され、定着ベルト４５が領域ＡｒＬ、ＡｒＲにおいて破断することがある。
As a result, the conveying speeds Mv1, Lv1, and Rv1 of the paper P in the longitudinal direction of the nip portion Np become uneven, a force in the twisting direction is applied to the fixing
一方、加熱処理においてデューティ比補正制御を行わず、用紙Ｐの幅に関係なく目標温度Ｔｅと検出温度Ｔｓとの温度偏差εに基づいてＰＩＤ制御を行っても、ニップ部Ｎｐの長手方向における用紙Ｐの搬送速度にムラが生じ、定着ベルト４５に対して捻り方向の力が加わり、基材に加わる負荷が蓄積され、定着ベルト４５が破断することがある。
On the other hand, even if the PID control is performed based on the temperature deviation ε between the target temperature Te and the detected temperature Ts regardless of the width of the paper P without performing the duty ratio correction control in the heating process, the paper in the longitudinal direction of the nip portion Np The transport speed of P is uneven, a force in the twisting direction is applied to the fixing
図１５は幅狭紙及び幅広紙に関係なく温度偏差に基づいてＰＩＤ制御を行ったときの定着器の状態を説明するための図である。 FIG. 15 is a diagram for explaining the state of the fixing device when PID control is performed based on the temperature deviation regardless of whether the paper is narrow or wide.
図において、１８は定着器、４５は定着ベルト、４７はバックアップローラ、Ｎｐはニップ部、ＭＨはメインヒータ、ＬＨ、ＲＨはサイドヒータ、Ｍｔはメインサーミスタ、Ｌｔ、Ｒｔはサイドサーミスタ、Ｍｖ２はニップ部Ｎｐの中央部における用紙Ｐの搬送速度、Ｌｖ２、Ｒｖ２はニップ部Ｎｐの両端部における用紙Ｐの搬送速度である。 In the figure, 18 is a fixing device, 45 is a fixing belt, 47 is a backup roller, Np is a nip portion, MH is a main heater, LH and RH are side heaters, Mt is a main thermistor, Lt and Rt are side thermistors, and Mv2 is a nip. The transport speeds Lv2 and Rv2 of the paper P at the central portion of the portion Np are the transport speeds of the paper P at both ends of the nip portion Np.
この場合、加熱処理において用紙Ｐの幅に関係なく温度偏差εに基づいてＰＩＤ制御を行うと、バックアップローラ４７におけるサイドヒータＬＨ、ＲＨと対向する部分が、メインヒータＭＨと対向する部分より加熱され、大径化させられ、ニップ部Ｎｐにおける用紙Ｐの搬送速度Ｌｖ２、Ｒｖ２が、搬送速度Ｍｖ２より高くなる。
In this case, if PID control is performed based on the temperature deviation ε regardless of the width of the paper P in the heating process, the portions of the
その結果、ニップ部Ｎｐの長手方向における用紙Ｐの搬送速度Ｍｖ２、Ｌｖ２、Ｒｖ２にムラが生じ、定着ベルト４５に対して捻り方向の力が加わり、基材に加わる負荷が蓄積され、定着ベルト４５が領域ＡｒＬ、ＡｒＲにおいて破断することがある。
As a result, the conveying speeds Mv2, Lv2, and Rv2 of the paper P in the longitudinal direction of the nip portion Np become uneven, a force in the twisting direction is applied to the fixing
そこで、定着ベルト４５に対して捻り方向の力が加わるのを防止することができるようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
Therefore, a second embodiment of the present invention that can prevent the force in the twisting direction from being applied to the fixing
図１６は本発明の第２の実施の形態における加熱処理のサブルーチンを示す図、図１７は本発明の第２の実施の形態における加熱処理を行ったときの定着器の状態を説明するための図である。 FIG. 16 is a diagram showing a heat processing subroutine in the second embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a diagram for explaining the state of the fixing device when heat processing is performed in the second embodiment of the present invention. It is a diagram.
図１７において、１８は定着装置としての定着器、４５は第１の定着部材としての定着ベルト、４７は第２の定着部材としての、かつ、定着駆動ローラとしてのバックアップローラ、Ｎｐはニップ部、ＭＨは中央加熱部としてのメインヒータ、ＬＨ、ＲＨは第１、第２の端部加熱部としてのサイドヒータ、Ｍｔは加圧側の第１の検出部としてのメインサーミスタ、Ｌｔ、Ｒｔは加圧側の第２の検出部としてのサイドサーミスタ、Ｍｖ３はニップ部Ｎｐの中央部における媒体としての用紙Ｐ（図２）の搬送速度、Ｌｖ３、Ｒｖ３はニップ部Ｎｐの両端部における用紙Ｐの搬送速度である。 17, 18 is a fixing device as a fixing device, 45 is a fixing belt as a first fixing member, 47 is a backup roller as a second fixing member and a fixing drive roller, Np is a nip portion, MH is the main heater as the central heating part, LH and RH are the side heaters as the first and second end heating parts, Mt is the main thermistor as the first detection part on the pressure side, Lt and Rt are the pressure side. Mv3 is the transport speed of the paper P (FIG. 2) as a medium in the central portion of the nip portion Np, and Lv3 and Rv3 are the transport speeds of the paper P at both ends of the nip portion Np. be.
この場合、加熱処理部Ｐｒ１（図１）は、中央部基準が設定されているかどうかを判断し、中央部基準が設定されている場合、目標温度Ｔｅと検出温度Ｔｓとの温度偏差εに基づいて中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）を算出し、該中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）に基づいて、駆動信号ＳＧ１を生成し、メインヒータＭＨをオン・オフさせる。 In this case, the heat processing part Pr1 (FIG. 1) determines whether or not the center reference is set, and if the center reference is set, based on the temperature deviation ε between the target temperature Te and the detected temperature Ts Then, based on the central reference duty ratio Duty1(n), the drive signal SG1 is generated to turn on/off the main heater MH.
また、加熱処理部Ｐｒ１は、中央部及び両端部の各表面の温度、本実施の形態においては、メインサーミスタＭｔによって検出されたバックアップローラ４７の中央部の表面の温度Ｔｃｅｎｔｅｒ、及びサイドサーミスタＬｔ、Ｒｔによって検出されたバックアップローラ４７の両端部の表面の温度ＴＬｓｉｄｅ、ＴＲｓｉｄｅに基づいて、サイドヒータＬＨ、ＲＨをオン・オフさせる。
Further, the heat processing part Pr1 measures the temperatures of the surfaces of the central portion and both ends, in this embodiment, the temperature Tcenter of the surface of the central portion of the
そのために、加熱処理部Ｐｒ１は、バックアップローラ４７の中央部の表面の温度Ｔｃｅｎｔｅｒを読み込むとともに、バックアップローラ４７の両端部の表面の温度ＴＬｓｉｄｅ、ＴＲｓｉｄｅを読み込み、温度ＴＬｓｉｄｅ、ＴＲｓｉｄｅの平均値Ｔｓｉｄｅ
Ｔｓｉｄｅ＝（ＴＬｓｉｄｅ＋ＴＲｓｉｄｅ）／２
を算出し、中央部の表面の温度Ｔｃｅｎｔｅｒと平均値Ｔｓｉｄｅとの差、すなわち、検出温度差μ
μ＝Ｔｃｅｎｔｅｒ－Ｔｓｉｄｅ
が設定温度μｔｈになるようにＰＩＤ制御を行い、サイドヒータＬＨ、ＲＨをオン・オフさせる。
For this purpose, the heat processing section Pr1 reads the temperature Tcenter of the surface of the central portion of the
Tside=(TLside+TRside)/2
is calculated, and the difference between the central surface temperature Tcenter and the average value Tside, that is, the detected temperature difference μ
μ = T center - T side
is the set temperature μth, and the side heaters LH and RH are turned on and off.
なお、前記設定温度μｔｈは、実験結果に基づいて、ニップ部Ｎｐの中央部における用紙Ｐの搬送速度Ｍｖ３とニップ部Ｎｐの両端部における用紙Ｐの搬送速度Ｌｖ３、Ｒｖ３とが等しくなるように、すなわち、逆クラウン形状におけるバックアップローラ４７の中央部の径と両端部の径との外径差を打ち消すように設定される。
Based on experimental results, the set temperature μth is set so that the transport speed Mv3 of the paper P at the central portion of the nip portion Np and the transport speeds Lv3 and Rv3 of the paper P at both ends of the nip portion Np are equal. That is, the outer diameter difference between the diameter of the center portion of the
本実施の形態においては、ニップ部Ｎｐにおける用紙Ｐの搬送速度Ｍｖ３、Ｌｖ３、Ｒｖ３が長手方向において均一になり、定着ベルト４５に対して捻り方向の力が加わらなくなるので、定着ベルト４５が破断するのを防止することができる。
In the present embodiment, the conveying speeds Mv3, Lv3, and Rv3 of the paper P at the nip portion Np are uniform in the longitudinal direction, and the force in the twisting direction is not applied to the fixing
次に、図１６のフローチャートについて説明する。
ステップＳ６－１１ 加熱処理部Ｐｒ１は中央部基準が設定されているかどうかを判断する。中央部基準が設定されている場合はステップＳ６－１２に進み、中央部基準が設定されていない場合はステップＳ６－１４に進む。
ステップＳ６－１２ 加熱処理部Ｐｒ１は中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）に基づいてメインヒータＭＨをオン・オフさせる。
ステップＳ６－１３ 加熱処理部Ｐｒ１は検出温度差μに基づいてサイドヒータＬＨ、ＲＨをオン・オフさせ、リターンする。
ステップＳ６－１４ 加熱処理部Ｐｒ１は中央部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ１（ｎ）に基づいてメインヒータＭＨをオン・オフさせる。
ステップＳ６－１５ 加熱処理部Ｐｒ１は両端部基準のデューティ比Ｄｕｔｙ２（ｎ）に基づいてサイドヒータＬＨ、ＲＨをオン・オフさせ、リターンする。
Next, the flowchart of FIG. 16 will be described.
Step S6-11 The heat processing section Pr1 determines whether or not the center reference is set. If the center reference is set, the process proceeds to step S6-12, and if the center reference is not set, the process proceeds to step S6-14.
Step S6-12 The heat processing section Pr1 turns on/off the main heater MH based on the central reference duty ratio Duty1(n).
Step S6-13 The heat processing section Pr1 turns on/off the side heaters LH and RH based on the detected temperature difference μ, and returns.
Step S6-14 The heat processing section Pr1 turns on/off the main heater MH based on the center reference duty ratio Duty1(n).
Step S6-15 The heat processing part Pr1 turns on/off the side heaters LH and RH based on the duty ratio Duty2(n) based on both ends, and returns.
このように、本実施の形態においては、検出温度差μが設定温度μｔｈになるようにＰＩＤ制御が行われるので、ニップ部Ｎｐにおける用紙Ｐの搬送速度Ｍｖ３、Ｌｖ３、Ｒｖ３を長手方向において均一にすることができる。その結果、定着ベルト４５に対して捻り方向の力が加わらなくなるので、定着ベルト４５が破断することがない。
As described above, in the present embodiment, PID control is performed so that the detected temperature difference μ becomes the set temperature μth. can do. As a result, no twisting force is applied to the fixing
なお、本実施の形態においては、検出温度差μが設定温度μｔｈになるようにＰＩＤ制御が行われるが、検出温度差μが０になるようにＰＩＤ制御を行うこともできる。 In the present embodiment, PID control is performed so that the detected temperature difference μ becomes the set temperature μth, but it is also possible to perform PID control so that the detected temperature difference μ becomes zero.
前記各実施の形態においては、バックアップローラ４７が逆クラウン形状に形成されるようになっているが、バックアップローラ４７を、長手方向における中央部から両端部にかけて径が小さくなるクラウン形状に形成することもできる。
In each of the above-described embodiments, the
なお、バックアップローラ４７が、長手方向における中央部と両端部とで径が等しい、ストレート形状を有する場合でも、前記各実施の形態のように定着制御部５１による加熱処理を行い、中央部の表面の温度Ｔｃｅｎｔｅｒと平均値Ｔｓｉｄｅとの検出温度差μが設定温度μｔｈになるように、サイドヒータＬＨ、ＲＨをオン・オフさせ、ニップ部Ｎｐの長手方向における用紙Ｐの搬送速度にムラが生じないようにすることができる。
Note that even when the
前記各実施の形態においては、プリンタ１０について説明しているが、本発明を、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に適用することができる。
Although the
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
１０ プリンタ
１８ 定着器
４５ 定着ベルト
４７ バックアップローラ
５８ 定着モータ
Ｈｔ ヒータ
Ｉｓ 赤外線温度センサ
Ｌｔ、Ｒｔ サイドサーミスタ
Ｍｔ メインサーミスタ
Ｎｎ、Ｎｗ 回転速度
Ｎｐ ニップ部
Ｐ 用紙
Ｐｒ２ 駆動処理部
Ｑ１ 画像形成部
Ｔｃｅｎｔｅｒ 中央部の表面の温度
ＴＬｓｉｄｅ、ＴＲｓｉｄｅ 両端部の表面の温度
10
Claims (12)
（ｂ）内部に加熱部材が配設された第１の定着部材、及び長手方向における中央部から両端部にかけて径が大きくされた形状を有し、前記第１の定着部材を介して加熱部材と当接させられる第２の定着部材を備え、第１、第２の定着部材間のニップ部において、搬送される媒体上の現像剤像を媒体に定着させる定着装置と、
（ｃ）前記ニップ部において媒体を搬送するための定着用の駆動部と、
（ｄ）前記定着装置の長手方向における中央部の温度及び両端部の温度を検出する検出部と、
（ｅ）前記媒体の幅が所定値未満である場合、前記中央部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定し、前記媒体の幅が所定値以上である場合、前記両端部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定する駆動処理部とを有することを特徴とする画像形成装置。 (a) an image forming unit that forms a developer image on a medium;
(b) a first fixing member in which a heating member is disposed; a fixing device that includes a second fixing member that is brought into contact with the fixing device, and fixes the developer image on the conveyed medium to the medium at a nip portion between the first and second fixing members;
(c) a fusing drive for transporting media in the nip;
(d) a detection unit that detects the temperature at the central portion and the temperature at both ends in the longitudinal direction of the fixing device;
(e) when the width of the medium is less than a predetermined value, setting the driving speed of the driving unit for fixing based on the temperature of the central portion; and a drive processor that sets the drive speed of the drive unit for fixing based on the temperature of the drive unit.
（ａ）前記定着装置の長手方向における中央部の温度及び両端部の温度を検出し、
（ｂ）前記媒体の幅が所定値未満である場合、前記中央部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定し、前記媒体の幅が所定値以上である場合、前記両端部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定することを特徴とする画像形成方法。 An image forming portion for forming a developer image on a medium, a first fixing member in which a heating member is disposed, and a shape with a diameter increasing from a central portion to both ends in a longitudinal direction, the first fixing member a second fixing member that is brought into contact with the heating member via the fixing member, and fixes the developer image on the conveyed medium to the medium at the nip portion between the first and second fixing members. In an image forming method for an image forming apparatus having a device and a fixing drive section for conveying a medium in the nip section,
(a) detecting the temperature at the central portion and the temperatures at both ends in the longitudinal direction of the fixing device;
(b) when the width of the medium is less than a predetermined value, setting the driving speed of the drive unit for fixing based on the temperature of the central portion; An image forming method, wherein the driving speed of the driving unit for fixing is set based on the temperature of the fixing unit.
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